通過競賽培養大學生化工設計能力的實踐和啟示

華　杰，周從山，羅北平，王國祥，武　鵠，黃　燕

(湖南理工學院化學化工學院，湖南　岳陽　414006)

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通過競賽培養大學生化工設計能力的實踐和啟示

華杰，周從山，羅北平，王國祥，武鵠，黃燕

(湖南理工學院化學化工學院，湖南岳陽414006)

介紹了組織學生參加“中國石化-三井化學杯”全國大學生化工設計比賽的過程，總結了學生和指導老師對參賽的收獲和體會。通過參加比賽，學生的化工設計能力得到了提高，教師的教學質量得到了提升。在指導學生完成作品的同時，找到了現有人才培養方案中存在的不足，并及時進行了討論和修訂。實踐表明，以完成任務為導向，通過“做中學”，有利于提高學生的學生積極性，有利于形成良好的學習風氣。

化工設計；實踐能力；人才培養；做中學

化工設計能力的訓練對化學工程與工藝專業學生實踐能力的培養至關重要。在實際化學工程設計中，要求設計人員具有扎實的理論基礎和熟練的工程設計能力，能綜合運用化工原理、反應工程、分離工程、化工設備、化工制圖，以及經濟、安全、環保等方面的專業知識，以設計出安全、高效、節能、符合綠色工藝的化工裝置、車間或工廠。加強對學生知識綜合運用能力的培養，在許多高校已形成共識，并得到了貫徹實施[1-3]。為了更好地培養學生的化工設計能力，我院在課程設置、教學方式等方面進行了改革，在教學實踐平臺建設方面也加大了投入，與岳陽興長石化股份有限公司合建了教育部國家工程實踐教育中心，與中國石化集團長嶺分公司合建了湖南省校企合作人才培養示范基地，尤其是以組織學生參加全國化工設計競賽為抓手，對化工設計課程的教學工作進行了改革，并取得了明顯的成效。

1　競賽組織工作

“中國石化-三井化學杯”全國大學生化工設計競賽是中國化工學會、中國化工教育協會、教育部高等學?；瘜W工程與工藝專業教學指導分委員會主辦，面向全國高等院?；I的學生專業競賽，是國內化工類級別最高、參賽隊伍最多、影響最大的比賽，也上目前化工專業唯一的一項全國性專業學科競賽，至今已經舉辦了10屆。由于該賽事在培養學生動手能力、解決實際問題能力、培養創新能力和實踐能力等方面發揮了非常積極的作用，已經受到全國多所高校越來越高的重視[4-8]。我院化學工程與工藝專業是2009年獲批設立。2013年7月，學校被國務院學位委員會正式確定為碩士研究生授予單位，通過努力建設，“化學工程與技術”成為了我校首批3個碩士學位授權學科之一，并于2014年正式招收碩士研究生。為了進一步提高專業建設質量，培養更優秀的人才，我們于2014年9月份開始籌備并組織學生參加全國大學生化工設計競賽。主要開展了宣傳發動、教師專項培養、學生專業軟件培訓、優質競賽作品分析、專用機房建設等工作。通過校內選拔，最終優選出42名正式隊員和預備隊員，組成6支隊伍，于2015年4月正式報名參加了全國化工設計大賽，邁出參賽第一步。在參賽過程中，我們邀請了長嶺煉化岳陽工程設計有限公司、湖南百利工程科技有限公司、湖南長嶺石化科技開發有限公司、南京林業大學和中南大學等單位16名專家教授來校指導學生的設計工作，舉辦了20余場師生面對面的交流討論會，包括周末例會、專題研討會、學術報告會等等，另外還制作了5期大型宣傳欄。在全體指導老師和同學們的努力下，我們首次參賽就收獲到不俗的成績。全國比賽是分地區、分階段進行的，我校參加屬于華南賽區，本賽區包括了湖南、海南、福建、廣東、廣西五個省的轄區內36所高校參賽，209支隊伍報名參賽，合計參賽學生1045，我省參賽的名校有中南大學、湖南大學、湖南師范大學、湘潭大學等。通過省際交叉網評，我校最終有兩支隊伍進入了華南賽區共48支隊伍的決賽，是少數同時有兩支隊伍進入決賽的學校。通過2015年8月6日至8日在中南大學決賽及作品綜合評價，最終獲全國二等獎1項，三等獎2項，成功參賽證書3項；獲華南賽區二等獎2項，三等獎2項。

2　競賽的收獲與體會

2.1參賽同學的體會

在比賽過程中，為了完成一件設計作品，要求參賽同學必須掌握基本的化工設計知識，能夠綜合運用所學的多門課程內容，還要學習一些新的設計軟件；而要提交一個高質量的作品，則對同學們的創新能力提出了更高的要求。在實際比賽過程中，大多數同學能夠認真進行系統性的學習，并自學了許多新的知識。比賽結束后，我們要求同學們進行自我總結，ACE隊的隊長聞昭權同學的總結很有代表性，他說，“五個月內，團隊里的五個人至少完成了幾百篇的文獻閱讀，平時很少用過的萬方、知網已經被我們玩得滾瓜爛熟”，“化工設計所應用的知識之廣是超出我們想象的，簡直是一場學科盛宴，化工原理、物理化學、化工熱力學、化學反應工程、化工分離工程、化工過程開發、化工儀表及自動化、化工工藝學等等幾乎化工專業開設的所有專業課都有所涉及，除此之外還有土木工程、化工機械、經濟管理等其他專業的知識涉及。參加比賽之后才知道我們所學的大多都很重要，可惜悔恨當初課上沒多聽幾句，當然對于低年級的同學來說一切都來得及”；“這是個全新的戰場，我們從未學過這些知識，我們團隊中的三位大四的同學從零開始學習Aspen Plus，到比賽完成，利用該軟件完成了工藝流程的模擬優化、物料衡算、能量衡算、反應器的模擬優化、塔設備的工藝模擬與優化等等，化工設計與模擬是個系統工程也許一個參數的小變化都將導致數據的不收斂。再加上Aspen Energy Analyzer、EDR、CUP-Tower、SW6等軟件又完成了換熱網絡優化、換熱器選型校核、塔器的設計，學會了這些絕對會讓自己受益匪淺”；“最后我想說的是，化工設計競賽是一項十分值得參加的比賽，一次參賽終身受益，它將豐富你的專業知識、增強你的學習能力、提升綜合素質，也會對未來無論是就業還是考研都將提供享之不盡的幫助”?？梢钥闯?，比賽激發了同學們的學習熱情，通過比賽，同學們的團隊精神得到了加強，對我院的學風建設也起到了明顯的促進作用。

2.2指導老師的感受

組織學生參賽，并帶領學生拿出優秀的設計作品，這對老師們而言也是一個極大的挑戰。在討論是否組織學生參賽的會議上，有老師認為這項比賽難度較大，通過平時對同學們所學的知識結構的了解，認為學生們很難完成好作品。實際上，從歷年統計數據看，報名參賽的隊伍中，每年最終能提交完整作品的隊伍也只有60%～80%，這的確反映出了任務的艱巨性。但最后老師們還是統一了思想，從培養高素質工科學生的目標出發，決定全力支持學生們參賽。通過學生與老師的雙向選擇，確定了6名指導老師帶隊。學院也為學生完成作品提供了很好的條件，專門騰出一個機房，幾個月里全天向參賽學生開放。賽區組委會秘書長、中南大學的金一粟教授來機房指導學生時，也對我院如此重視比賽的組織，能為學生提供如此條件表示贊賞；在培訓學生的過程中，我們邀請了多位設計院及其它高校的專家、教授專程為參賽學生講課，手把手地指導學生，解決設計過程中遇到的技術問題。另外，我們還選派學生到北京參加了化工設計的培訓班，到本市的化工設計工程公司參觀學習。參賽學生也很珍惜學院提供的教學條件和學習機會，表現出了一股積極向上、努力拼搏的干勁；在一些關鍵時點，有許多同學還自覺通宵加班，力爭使自己的作品更加完善。通過老師和同學們的共同努力，我們6支隊伍全部提交了完整作品，而且網評成績優秀，首次參賽我們就有兩支隊伍進入賽區決賽。同學們表現如此優秀，老師們很欣慰，也增強了今后帶隊的信心。

在帶隊參賽過程中，學院組織多名老師外出參加了化工設計培訓班的學習，主動與設計院專家及其它有參賽經驗的高校老師進行學術交流，實際上這對老師們的化工設計教學工作有很大的促進和提高。通過比賽，我們也認識到了我院在培養優秀化工設計人才方案上還存在一些不足，特別是在新的設計工具的教學方面存在較多的問題，例如Aspen Plus、CAD等的教學課時安排過少，不能滿足企業對學生的要求和期望。因此，我們還召開了有關人才培養方案的修訂討論會，并邀請設計院專家和參賽隊員參加了會議，聽取多方面人員的意見，對課程設置進行了適當修改，這也是我們組隊參賽的一個重要收獲。

3　結　語

通過參加比賽，學生和老師受益良多。我們也計劃以參加比賽為契機，努力打造一個有特色的化工設計教學項目，以完成任務為導向，實施“做中學”，使培養出來的學生具有更強的實際工作能力，縮短學生在企業的適應期。為此，我們從2015年11月起，組織了全校的化工設計校賽，由教務處下文，對項目的實施進行了規范；同時，也欣然接受了湘譚大學的邀請，積極組隊參加了該校組織的弘林杯第二屆湖南高?；ぴO計交流賽。今年3月底，我院再次組織了7支隊伍報名參加2016年全國化工設計大賽。通過組織學生參加校賽、省賽和國賽，初步形成了一個由三級比賽作為重要組成部分的化工設計教學項目。在今后的比賽過程中，還將進一步加強對教師隊伍的專項業務培訓，對化工類課程的設置及教學模式進行改革，不斷提高教學水平和教學質量，以培養素質高、能力強的優秀大學生。

[1]林陵,李衛星,陳日志,等.基于學生創新和實踐能力培養的化工工藝課教學改革與實踐[J].化工高等教育,2010 (2):60-63.

[2]馬鳳英,李樹勛,崔旭春.結合校內實習基地強化化工原理實驗的工程實踐能力培養[J].高等理科教育,2007,75(5):113-117.

[3]張蕾,蘇建福,陳麗芳,等.海洋化工全日制專業型碩士實踐能力培養探索研究[J].廣州化工, 2014,41(17):191-192.

[4]靳治良,楊晉,朱桂華,等.“中國石化-三井化學杯”大學生化工設計競賽模式在我?；ぴO計課程教學改革中的借鑒與實踐[J].化工高等教育,2013(3):28-31.

[5]郭瑞麗,袁軍,張建樹.全國化工設計大賽對化學工程與工藝專業教學的啟發[J].高教論壇, 2013(11):59-60.

[6]劉細本,曾國勇.先進設計工具引入化工類卓越工程師培養的實踐與思考[J].山東化工, 2015,44(1):138-140.

[7]梁克中,黃美英,賴慶柯,等.大學生化工設計競賽對化工設計課程教學改革的促進作用[J].職業時空,2014,10(8):76-77.

[8]晉梅,王晉黃,李忠銘.化工設計競賽對化工專業教學的啟示[J].江漢大學學報(自然科學版),2013,41(3):1-2,104.

Practice and Revelation of the Training of Chemical Engineering Design Capability for College Students through Competition

HUA Jie, ZHOU Cong-shan, LUO Bei-ping, WANG Guo-xiang, WU Hu, HUANG Yan

(Department of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan Institute of Science andTechnology,HunanYueyang414006,China)

Activities in the mobilization and organization of students for taking part in the National College Students Chemical Engineering Design Contest “Sinopec-mitsui Cup” were reported, and the gains of both students and tutors in the competition were summed. It showed that the contest was beneficial to the improvement of the capability of students in the chemical engineering design and the teaching efficiency and quality of teachers. In the process of instruction, it was also found the deficiencies in our existing talent cultivating program, and then made proper amendments. It proved that stratagems through mission-driven and learning by doing were helpful for the improvement of students’ interests in their studies and the cultivation of good atmosphere of learning in the campus.

chemical engineering design; practical ability; talent cultivating; learning by doing

華杰(1963-)，男，博士，高級工程師，主要從事精細化工及分離技術。

G4

B

1001-9677(2016)014-0235-02